现状与需求
教学秩序管理缺乏高效技术支撑
良好的教学秩序是保证教学工作顺利进行的重要条件，与课堂相关的包括出勤秩序、上课秩序等。“师生按时上下课、上课认真听讲、保持良好的精神风貌”是管理的客观要求。刷卡、指纹等出勤的管理手段可能还被大量使用，现场实时巡课督导还是普遍采用的方式。但是随着技术和社会的日新月异，对这些方面管理的及时性、高效性都提出了更高的要求，无感地、自动的、远程在线式的管理方式呼之欲出。
传统课程录播视频资源缺乏实用价值
从录播整体市场来看，产品高度同质化，缺乏技术创新，用户得不到优质的技术服务和支撑。
老师不会用——很多学校投入了大量的资金和人力配置了专业的录播教室，结果只有很少的老师会用。老师不会用有两个方面的原因：一个是老师本身的信息化能力，譬如一个文科背景的老师，要他娴熟的掌握复杂的计算机产品，可能有点牵强。二是企业的问题，这是最主要的问题。企业没有花费大量的精力和时间去研究用户的行为习惯和现状，只是闭门造车的按照“工程师思维”造出的产品。
老师不想用——这一点是对于有一定专业能力、接受过一些专业训练的信息化老师来说的。教育主管部门和学校花费了大量的资金采购了大批的信息化教学产品，老师用了几次就丢在一边了，最明显的原因就是产品“不好用!“不好用”的产品一定不是人性化的，一定是不符合用户的行为习惯的。
录播系统逐渐从“录制存储”的低层次应用向“高效利用”的高层次发展，自动挖掘录播视频内的数据、便利师生学习逐渐成为显性的要求。
教育资源分布不均衡
由于各种原因，我国现阶段的基础教育各地区存在着巨大的差距和严重的不均衡发展的现象。主要表现在以下方面：
教育资源配置不均——首先表现在区域间失衡。我国基础教育区域失衡既表现在东部地区、中部地区与西部地区学校办学条件和教育发展水平的差距，也表现在同一地区内部经济发达或较发达地区与经济欠发达或贫困地区学校办学条件和教育发展水平的差距。
城乡间发展失衡——在我国基础教育发展不均衡，还突出表现在城市居民子女和农村居民的子女在获得教育机会、教育资源等方面上的不均衡。长久以来，城乡之间在义务教育阶段存在着的差距在高中，大学等就学阶段以后就会不可避免的进一步扩大。
校际间失衡——我国基础教育校际间不均衡发展呈现出多种形态：一是，教育资源配置不同阶段和区域学校见呈现非均衡形态；二是，教育资源分配在同一区域学校见呈现校际差异。
由于教育发展的不均衡，通过在“强校”和“弱校”之间架设一条可以互动交流的“桥梁”就显得十分必要，通过网络，将彼此联系在一起，实现“同上一节课、共享优质教学资源”的目的。
课堂教学质量缺乏有效地量化分析手段
教学质量的高低关系到学校的生存和发展，主要体现在教师教学能力水平、学生吸收知识的效率。不同的老师间，由于学历水平、知识结构、历史经验之间存在巨大的差异，会导致其教学能力水平有高低之分；不同的学生间，由于天赋秉性、理解能力不同，知识转化吸收的效率也不尽相同。由于缺乏量化的分析手段，无法及时发现“教”与“学”过程中存在的问题，也就无法在这些问题点/弱项上进行改进提升，提高教学质量也就成为一句空话。运用最新的人脸识别、行为分析、大数据、视频结构化等技术进行教学课程的量化分析逐渐成为一大趋势。
总体目标
运用最新的人脸识别比对、行为提取分析、视频结构化和大数据等最新技术，聚焦课堂教学场景，实现人脸考勤管理、可视化巡课督导、伴随式课程视频资源管理、高效地课堂互动、精准地课堂分析和各类消息班牌发布等功能，最终致力于学生的个性化学习，教师的专业化成长、家长的消息互通和高效精细的校园管理。
设计原则
系统建设一般遵循如下几点原则：
统一标准，资源共享原则
系统的建设需要充分考虑相关信息系统与学校所在省、市教育信息资源的共享，建立信息资源共享机制，充分利用网络基础、业务系统和信息资源，加强整合，促进互联互通，信息共享，使有限的资源发挥最大的效益；
开放性原则
系统建设需要对开发平台、数据库和运行环境进行统一考虑。校内的应用和资源会越来越多，如果对各项应用缺乏有效的组织和管理，技术升级存在风险，那么系统维护的成本就会不断增加。
无缝集成原则
在符合行业标准体系指导下，系统可以无缝集成学校已建和新建的业务应用系统，促进数据利用的最大化，最大程度融合数据交换集成、用户管理、统一身份认证、业务数据整合、信息资源展示等功能，以标准、数据、应用、用户作为重点要素进行规划和建设。
先进性原则
系统应该采用先进的技术和产品，使其在面对物联网技术迅速发展的挑战时，能够保持系统架构的领先性。采用先进技术和产品，可以适应大量数据和多媒体信息传输、处理、交换的需要。系统还应该采用先进的理念、先进的技术和先进的系统工程办法，建设一个可持续发展的，具有先进性、开放性的智慧的系统。
系统安全性原则
在系统建设过程中，应该充分考虑系统的安全，如数据安全、网络安全、传输安全、管理安全等。系统的安全性主要包括硬件平台的安全性、感知网络通信系统安全性、操作系统安全性、数据库安全性、应用软件系统安全性等等。
业务总体架构
技术总体架构
AI作为我们这个时代最重要的通用技术，已开启新一轮复兴，其中最大的进展来自感知和认知两个领域。得益于视频结构化和人脸识别等技术突破，以视频为核心的智能物联网应运而生。应对智能物联网诸多挑战，海康威视立足应用，提出AI Cloud架构——边缘节点、边缘域和云计算中心三级相辅相成，系统实现“边缘感知、多层认知”。
基于现实，云边融合是大势所趋
随着应用的普及和成熟，物联网进入万物互联的新时代。包含视频在内的海量异构数据，在满足不同行业应用需求而进行汇聚的过程中，网络负荷、数据安全、实时响应等都极具挑战。
AI技术的成熟助推边缘智能更精准更高效
视频图像等非结构化数据只有就近在物或数据源侧进行结构化数据处理，才能有效降低网络带宽压力和后端计算、存储压力，提升整体分析效率，满足业务实时响应等要求。
集中上云无法满足复杂业务的分级多层应用
面向复杂业务应用环境，靠全部数据集中上云或全部感知、认知集中在云端处理的方式难以满足分级、多层应用所需要的灵活扩展、按需部署、敏捷响应等需求。
系统组成
AI+常态录播系统
系统通过设备的升级换代与智能技术的应用，运用两机位的部署就可实现普通教室的多场景采集。教师图像的采集采用4KEPTZ摄像机，内置智能分析算法，可实时基于教师头像为中心点锁定教师的位置，并基于4K图像切出特写场景，单个设备即可实现教师全景和教师特写画面的采集。学生图像采集采用学生4K深眸摄像机，集学生全景图像采集输出、学生起立实时定位、学生特写画面锁定于一体。通过智能摄像机和高清录播主机的融合使用，可实现多场景的图像采集和画面导播。可满足课程的常态化录制，同时保证丰富的录播效果。
互动录播系统
系统在原有精品录播系统、常态4K版录播系统基础上，结合多方视频会议中的关键技术，实现1对3的远程互动。系统由视频录制、视频采集、声音采集、导播控制和互动显示等5个子系统组成。系统适用于对口帮扶、专递课堂、网络教研、跨校区教学和互动会议等5种场景。
学生课堂行为分析系统
学生课堂行为分析系统以人脸识别比对技术为基础，通过部署在教室端的学生人脸抓拍机在上课期间对学生进行不断扫描抓拍，课堂行为分析服务器将抓拍到的人脸图片与人脸导入库中的图片进行比对分析，从而实现点名的自动化，还可以实现分析出学生的课堂行为和情感表情，基于此还可以进行专注度的分析与应用。
教室人数统计系统
针对项目经费有限，需要利旧升级的情况，通过部署教学评估服务器进行老师画面和学生画面的分析，可以实现老师人脸考勤和学生人数统计功能，从而实现教学考勤的简单管理。
亮点优势
先进的AI Cloud技术理念
海康威视AI Cloud是基于云边融合的以视频为核心的智能物联网架构，通过边缘节点、边缘域和云计算中心三级有机结合，系统满足“边缘感知、按需汇聚、分级应用、多层认知”的业务需求。边缘节点能够对采集的数据进行结构化分析提取，具备感知理解能力。融合AI智能算法，具备感知理解更有效、更精准、目标细节传输更高效、减轻网络压力，智能算法调度更灵活及业务响应更敏捷等特性。
领先的视频图像处理技术
图像采集设备内嵌海康威视自主研发的智能跟踪算法，采用独特的人脸检测与头肩模型检测结合的方式，可以更加有效地实现对教师的跟踪及学生定位检测。同时，设备具备高效的宽动态和底噪度效果，能有效地防止高亮度的环境光干扰。
海康威视在图像采集分析处理方面的技术能力在全球都处于领先地位，遍布全国的海康摄像头每时每刻都在监视着整个城市，震慑怀有不轨之心的人。在图像视频方面有着绝对的优势及自信，海康能够确保录播图像的清晰度，满足甚至超越精品视频对画质的要求。
丰富的场景业务应用
系统可以实现多种业务应用，将集中师生实时考勤、学生人脸点名、教学课程视频录制、教学互动、教学过程量化分析、消息推送等功能完整地整合在一起。融合式的设计，满足了学校对于课堂的综合管理需求，保证了信息化建设投资的高利用率。
高价值的业务数据
系统通过专业的底层设备，可以精准地采集师生考勤数据（可结合图片、视频）、师生课堂行为数据（不同行为的精彩图片、各个行为的短视频）、学生专注度情况。这些数据可以对接到上层的家校通平台、在线教育平台、智慧校园平台中，助力这些业务的不断深化。
系统拓扑图
课堂考勤
业务背景
课堂教学的高效开展，师生按时出勤是前提条件，不能遵守教学时间会影响到教学秩序，不利于学生养成良好的守时习惯，间接地影响到良好的学习氛围。因此加强和改进课堂考勤工作非常重要，考勤结果关系到如下几个方面：
教师的日常考评
学生的日常管理
学生的安全
老师视频画面
学生视频画面
互动直播
